纯洁钢多媒体.ppt

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1、洁净钢及其生产技术重庆大学文光华洁净钢及其生产技术纯净钢或洁净钢的概念钢中夹杂物控制原理连铸坯中夹杂物来源与分布洁净钢生产的控制对策结语2一、洁净钢和纯净钢的概念关于洁净钢(cleansteel)或纯净钢(puritysteel)的概念,目前国内外尚无统一的定义,但一般都认为洁净钢是指对钢中非金属夹杂物(主要是氧化物、硫化物)进行严格控制的钢种,这主要包括:钢中总氧含量低,非金属夹杂物数量少、尺寸小、分布均匀、脆性夹杂物少以及合适的夹杂物形状。而纯净钢则是指除对钢中非金属夹杂物进行严格控制以外,钢中其它杂质元素含量也少的钢种。3纯净钢（

2、puritysteel）S+P+N+O+H总合水平：60年代900ppm70年代800ppm80年代600ppm90年代100ppm2000年50ppm4纯净钢（puritysteel）高纯净钢对炼钢工艺要求：（1）去除杂质元素超低[C]：如汽车板；超低[S]：如输气管线；超低[N]：如铁素体不锈钢管，冷锻线棒材；超低[P]：如高压容器钢板。（2）去除夹杂物超低[O]：如滚珠钢，汽车板；形态控制：如拉拔钢丝，管线钢。（3）成分控制化学成分控制在窄的范围，性能均一性。5纯净钢（puritysteel）国内外一些钢厂生产纯净钢水平如表16纯

3、净钢（puritysteel）2000年后杂质元素含量预测水平如表2：纯净钢除S+P+N+H+O五大元素外，随电炉短流程的发展，废钢用量的增加，还包Cu、Zn、Sn、Bi、Pb等伴生元素。7理论研究和生产实践都证明钢材的纯净度越高,其性能越好,使用寿命也越长。钢中杂质含量降低到一定水平,钢材的性能将发生质变。如钢中碳含量从40×10-6降低到20×10-6,深冲钢的伸长率可增加7%。提高钢的纯净度还可以赋予钢新的性能(如提高耐磨腐蚀性等),因此纯净钢已成为生产各种用于苛刻条件下高附加值产品的基础,其生产具有巨大的社会经济效益。需要指出的

4、是对不同钢种其中的杂质元素的种类是不同的,如硫在一般钢中都视为杂质元素,但在易切削钢中其为有益元素;IF钢中氮是杂质元素,但在不锈钢中氮可以代替一部分镍和其它贵重合金元素,其固溶强化和弥散强化作用可提高钢的强度。纯净钢（puritysteel）8洁净钢（cleansteel）钢中非金属夹杂物总量、形态和尺寸。它决定于钢种和产品用途。不同用途的产品对钢中洁净度要求表3。9洁净钢（cleansteel）钢的洁净度与产品制造和使用过程中所出现的众多缺陷密切相关，一些厂家对某些高纯度钢发生缺陷所作的调查如表4所示，可以看出钢中的夹杂物尤其是大颗

5、粒夹杂物是引起产品缺陷的主要原因。10洁净钢（cleansteel）日本一向对钢材质量有着严格的要求，最近日本夹杂物委员会提出的不同成品对钢中夹杂物含量及尺寸的要求如表5所示。11高附加值产品洁净度：高附加值产品对洁净度要求是：T[O]要低<20ppm;夹杂物数量要少；夹杂物尺寸要小<50μm；夹杂物形态要合适。12由上述讨论，可得出以下认识：纯净钢或洁净钢是一个相对概念；某一夹杂含量降低到什么水平决定于钢种和产品用途；有害元素的降低程度决定于装备和工艺现代化水平；不管生产什么用途得钢，总是要求钢中夹杂物数量尺寸、形态得到控制。132钢

6、中夹杂物控制原理钢中夹杂物评价：评价钢中夹杂物方法：金相法；电解法；硫印法；总氧T[O]法。T[O]=[O]夹+[O]溶转炉吹炼终点：[O]夹→0，T[O]→[O]溶=700-900ppm[O]溶决定于：钢中[C]，转炉吹炼终点钢中[C]与a[O]关系；渣中（FeO）；钢水温度。14钢中夹杂物评价：钢包脱氧合金化+精练后：[O]溶=>0T[O]=[O]夹对于Al—K钢：[Al]S=0.02-0.05%，[O]溶=4-8ppm，如在连铸坯中测定T[O]=20ppm，则说明除[O]溶外，氧化物夹杂[O]夹为12-18ppm，这说明钢中很干净

7、了。对于Si—K钢：用Si、Mn脱氧平衡[O]溶含量较高。仅用Si、Mn脱氧钢中[O]溶为40-60ppm。在结晶器内凝固时铸坯易产生皮下气孔。15钢中夹杂物评价：人们预测2000年后生产超洁净钢，钢中[O]要达到5ppm水平，T[O]=[O]溶+[O]夹解决途径：生产“零夹杂物”钢；[O]夹→0，即钢中夹杂物完全去除；进一步降低[O]溶对于Al—K钢，炉外精炼改变Al—O热力学平衡，Al2O3溶于渣中可使熔渣中Al2O3活度达到0.001，与[Al]S相平衡得[O]溶小小于1ppm。对于Si—K钢，炉外精炼控制炉渣组成，使SiO2溶于

8、铝酸钙渣中，降低aSiO2，可使钢中[O]溶降到与Al—K钢水平。16钢中夹杂物控制原理由以上分析可知，要降低钢中T[O]，就是要减少钢中夹杂物，降低[O]夹，降低[O]夹其方法是：（1）去除脱氧产物。它决